走进智能网联汽车 | 环境感知技术

环 境

   作为智能网联汽车的基础，同时也是智能驾驶的四大核心技术（环境感知、精确定位、路径规划和线控执行）之一，环境感知技术利用传感器获取道路、车辆位置和障碍物信息，并将这些信息传输给车载控制中心，为智能网联汽车提供决策依据，是智能驾驶汽车的“通天眼”。

感 知

环境感知技术应用在智能网联汽车的各个角落

环境感知系统组成

  环境感知系统由信息采集单元、信息处理单元和信息传输单元组成。系统基于单一传感器、多传感器信息融合或车载自组织网络获取周围环境和车辆的实时信息，经信息处理单元根据一定算法识别处理后，通过信息传输单元实现车辆内部或车与车之间的信息共享。

  常见的环境感知传感器有超声波传感器、毫米波雷达、激光雷达和视觉传感器等，各传感器的原理和特点不同，在环境感知技术中的使用也不同。

超声波传感器

  超声波传感器也称超声波雷达,它利用超声波的特性研制而成。

  超声波发射器发出的超声波脉冲,经媒质传到障碍物表面,反射后通过媒质传到接收器,测出超声脉冲从发射到接收所需的时间,根据媒质中的声速,求得从探头到障碍物表面之间的距离。

超声波传感器原理

 自动泊车辅助系统中，安装在前后保险杠的8个UPA（用于探测周围障碍物）和安装在左右侧的4个ALA（用于测量停车位的长度）共同作用，完成自动泊车辅助。

○UPA，又叫PDC传感器，安装在汽车前后保险杠，用于探测汽车前后障碍物，探测距离15~250cm。

○APA，又叫PLA传感器，安装在汽车侧面，用于测量停车位长度，探测距离30~500cm。

毫米波雷达

   毫米波雷达是工作在毫米波频段的雷达，通过发射源向给定目标发射毫米波信号,并分析发射信号时间、频率和反射信号时间、频率之间的差值,可以精确测量出目标相对于雷达的距离和运动速度等信息。

毫米波雷达特点

优点	○探测距离远：最远可达250m ○响应速度快 ○适应能力强：不受颜色、温度影响，穿透力强
缺点	○覆盖区呈扇形，有盲点区域 ○无法识别道路标线、交通标志和交通信号

  在智能网联系统中，通常同时使用近距离雷达（SRR）、中距离雷达（MRR）和远距离雷达（LRR），以满足不同距离范围的探测需要，实现辅助驾驶功能。

激光雷达

  激光雷达是工作在光频波段的雷达，激光雷达系统由收发天线、收发前端、信号处理模块、汽车控制装置和报警模块组成。

  激光雷达通过测算激光发射信号与激光回波信号的往返时间,计算出目标的距离和运动状态等信息,实现对目标的探测、跟踪和识别。根据发射激光信号的形式不同，分为脉冲法激光测距和相位法激光测距。

脉冲法激光测距

相位法激光测距

激光波雷达特点

优点	○分辨率高:极高的角度、距离和速度分辨率 ○探测范围广：可达300m ○信息量丰富 ○全天候工作
缺点	○易受到大气条件及工作环境烟尘影响 ○不具备识别交通标志的功能

视觉传感器

  视觉传感器主要由光源、镜头、图像传感器、模数转换器、图像处理器、图像存储器等组成，以实现车道线识别、障碍物检测、交通标志和地面标志识别、交通信号灯识别、可行空间检测等功能。

  视觉传感器是智能网联汽车实现众多预警、识别类ADAS功能的基础,广泛应用于各ADAS系统中。

ADAS功能不同，摄像头安装位置不同

文章内容摘自：

《智能网联汽车先进驾驶辅助系统关键技术》

作者：崔胜民，俞天一，王赵辉